Nové genotypy vojtěšky a ječmene vyvinuli pomocí genového inženýrství a editace vědci z katedry biotechnologií přírodovědecké fakulty. Výsledky jejich výzkumu zaměřeného na signalizaci u rostlin, které by v budoucnu mohly přispět ke zvýšení výnosů a odolnosti zemědělských plodin, byly publikovány v prestižních mezinárodních časopisech jako Plant Biotechnology Journal, Plant Physiology, Journal of Experimental Botany a Frontiers in Plant Science.
Vojtěška je významnou pícninou a zdrojem vysoce kvalitních proteinů pro lidskou výživu. Díky tomu postupně doplňuje a částečně i nahrazuje známější sóju.
Odborníci vlastnosti vojtěšky pozměnili pomocí genové úpravy, která způsobila nadprodukci signálního proteinu SIMK, což je mitogenem-aktivovaná protein kináza (MAPK). Tento enzym je důležitý nejen pro reakci rostlin na stresové podmínky, ale také pro jejich vývoj. Je totiž nepostradatelný při interakci vojtěšky s půdními bakteriemi z rodu Rhizobium, díky které tato pícnina vytváří kořenové hlízky, jimiž poté získává z půdy potřebné množství dusíku a nemusí být přihnojována. Metodou genetického inženýrství tak vznikly nové důležité genotypy vojtěšky, které produkují více zelené biomasy.
Studiu funkcí proteinu SIMK se vědci Jozef Šamaj a Miroslav Ovečka věnují již více než 20 let. Posledních 10 let s nimi intenzivně spolupracují mladší vědečtí pracovníci Miroslava Medelská (Hrbáčková), Ivan Luptovčiak a Kateřina Hlaváčková.
Vědci z katedry biotechnologií Přírodovědecké fakulty UP upřeli svoji pozornost také na ječmen obecný, u kterého použili metodu genové editace TALEN. Tímto postupem připravili zcela unikátní mutantní linie ječmene s vyřazeným genem MAPK3, které se vyznačují odolností vůči fuzarióze. Pomocí další metody editace genomu CRISPR/Cas9 se jim podařilo získat linii ječmene s vyřazeným genem MAPK6, která je defektní v tvorbě stébel a vykazuje zakrslý fenotyp. Tento výzkum jasně dokazuje, že výsledky z modelové rostliny Arabidopsis se bohužel nedají přímo aplikovat na plodiny, protože mutanti v tomtéž genu vykazují u Arabidopsis defekty ve vývoji kořenů a nikoli stonku.
Výsledky tohoto desetiletého průlomového bádání zaměřeného na ječmen byly publikovány v renomovaných časopisech. Hlavními autory jsou pracovníci katedry biotechnologií PřF UP Pavel Křenek, Tomáš Takáč, Jasim Basheer, Pavol Vadovič a Jozef Šamaj.
„Tento prakticky orientovaný výzkum s možným biotechnologickým využitím pomáhá již dnes vytvářet moderní plodiny nové generace s vyšší produkcí biomasy nebo zvýšenou odolností vůči nebezpečným patogenům a posouvá naše pracoviště na přední příčku v genových editacích a modifikacích zemědělsky významných plodin v České republice,“ podotkl vedoucí katedry biotechnologií Jozef Šamaj.